强磁化等离子体中的多次康普顿散射

为了提供解开γ爆光谱之谜所需的信息,我们求解了γ光子在强磁化、纯散射等离子体中的输运问题。主要讨论了多次散射对湮灭线光子和γ射线连续谱的影响。计算中假定散射层由温度为10~7—10~8K的非简并等离子体组成,且带有B=4.414×10~(12)G的强磁场。使用了强磁场中的精确Compton散射截面。计算结果所显示的强磁场效应将有助于我们对γ爆光谱的更深入的认识。     

强磁场中的逆Compton散射与γ射线爆能谱

本文认为强磁场中的逆Compton散射可能是γ射线爆的主要辐射机制.其能谱是由源区质子产生的低频光子经强磁场中非热电子的Compton散射形成的.我们利用非相对论情形(B/B_(cr)≤1,hv_i/m_ec~2≤1)下强磁场中的Compton散射微分截面,导出了上述Compton散射的辐射谱公式,由此很好地拟合了典型γ射线爆GB811016的观测能谱.     

γ爆的磁流管模型

本文讨论了一种基于老年中子星的γ爆的磁流管模型.这个模型认为中子星表面磁场包含有两种成分,一种为弱的偶极背景磁场,另一种为细管状局域强磁场.此模型可以同时解释回旋吸收线和高能尾巴的存在.本文还计算了磁场为1.7×10~(12)G时的Compton散射截面。对于GB880205,根据吸收线的深度定出磁流管内电子数密度与管的直径之积约为10~(21)cm~(-2).     

强磁场中e~＋e~－→3γ过程的研究

强磁场中的电磁辐射过程与自由空间的过程有着很大的差别．本工作就是对强磁场中的ｅ~＋ｅ~─→３γ过程作严格的量子电动力学处理，得到了一般情形下的截面与湮灭率的表达式。对静止湮灭作了数值计算，并与ｅ~＋ｅ~─→γ和ｅ~＋ｅ~─→２γ过程作了比较，比较结果表明三光子过程在强磁场（～１０~８Ｔ，中子星表面磁场强度）中，对低能光子（硬Ｘ射线）的发射有着不可忽略的贡献。     

银河系甚弱X射线暂现源的研究进展

银河系内的X射线双星暂现源大多是吸积的黑洞或中子星系统。最近十几年以来,还探测到几十颗具有极低爆发光度(2～10 keV的光度约10~(27)～10~(29) J·s~(-1))的X射线暂现源,称为甚弱X射线暂现源(very faint X-ray transient,简称VFXT)。根据观测和理论分析,VFXT的长期平均物质吸积率约小于10~(-13)～10~(-12) M_⊙·a~(-1),这样低的吸积率无法用传统的X射线双星演化理论解释。首先总结了VFXT的观测特征,指出其族群多样性的特征。评述了现有可能的机制,并指出还需要更多的观测和理论研究来揭示这类奇特的暂现源的本质。     

γ爆的一种新模型

本文提出了关于γ爆的一种新模型，认为γ爆起源于老年中子星，老年中子星表面磁场包含两部分：一为弱的背景偶极磁场；另一为细管状局域强磁场，该模型可以同时解释γ爆能谱中回旋吸收线和高能尾巴的存在。本文用蒙特卡洛方法拟合了ＧＢ８８０２０５的能谱，与观测结构符合得比较好。     

1979年3月5日γ射线爆源区特性探讨

本文利用热同步辐射谱和正负电子对双光子湮灭谱直接拟合1979年3月5日γ射线爆观察能谱,从而获得描写源区特性一些参数,结合其它观察资料,探讨了这个爆的源区特性。结果表明,爆源距离不大于2.2kpc,并不是在LMC的N49超新星遗迹处。源区的磁场范围是1.5×(10~(12)—10~(11))G。同步辐射区和双光子湮灭区的厚度分别约为0.05—2.80cm及240—80cm     

强磁场对中子星壳层热核反应的影响

本文通过考虑强磁场中电子的量子效应，分析了强磁场下电子气体的Fermi能，讨论了磁场对核的屏蔽势和核反应率的影响，进而计算了强磁场对天体物理中几个较重要的热核反应的影响，结果表明，相对于无磁场而言，在较低密度下，足够强的磁场使原子核的屏蔽势显著增加，但在ρ／μe＞10~5molcm~(-3)的密度下，中子星表面存在的强度为10~5～10~9T范围内的磁场对核反应率几乎没有影响。     

强磁场下逆康普顿散射的偏振特性

本文在Herold和我们前一工作的基础上,讨论了强磁场中不同情况(相对论情况和非相对论情况)下的逆Compton散射的偏振特性,并与无磁场情况进行了比较,得出一些有益的结果。在研究气体,尤其是具有强磁场天体的高能X射线和γ射线,甚至光学辐射机制时,这些偏振特性必须给予充分注意。     

脉冲星PSR 1951 32的γ辐射

对欧洲γ天文卫星COS-B数据的分析表明,从PSR 1951 32方向来的30—5000MeVγ光子到达时间具有显著的周期位相结构。我们用相关分析方法研究了该脉冲星附近天区γ光子强度的空间分布,求出100MeV和300MeV能量处脉冲星γ射线的积分流强:F(E>100MeV)=4.1×10~(-7)ph·cm~( 2)·s~(-1),F(E>300MeV)=8×10~(-8)·ph·cm~(-2)·s~(-1)。PSR1951 32方向的γ光子大部分为周期性成分,并且集中在一个相当窄的相位区域内。     

发生在遥远星系中的γ射线爆

γ射线爆,简称ＧＲＢ或γ爆,是一种短时标(通常1～2秒)、突发性的高能γ射线爆发现象。第一例γ爆是由美国国防部发射的Ｖｅｌａ卫星于1967年偶然发现的。1991年4月5日,康普顿γ射线天文台(简称ＣＧＲＯ)发射上天后,平均每天可发现一个γ爆,但由于ＣＧＲＯ对天空出现事件...     

强磁场中氢原子和氢分子离子的研究近况

已经确认中子星表面存在强磁场,所以强磁场中原子、分子(特别是H和H_2~ )的能级就成为颇具有吸引力的天体物理研究课题。 本文首先较详细地介绍了在强磁场中氢原子的薛定谔方程的几种近似解法,并对一些低能态的能量和波函数现已取得的较为满意的结果作了介绍。然后,综述了在同样条件下对H_2~ 的研究情况。最后,谈及这种问题中的相对论效应。     

中子星的第二类磁场

以往普遍认为,中子星具有的磁场是衰减性的,衰减时标约为(5—9)×10~6年。近年发现了另一种不衰减或衰减极慢的磁场,称之为第二类磁场。本文将对中子星的这种第二类磁场的研究现状作比较系统的介绍和述评。非常可能,这种磁场相当普遍地存在于各类中子星。脉冲星、X射线双星以及γ射线爆源,都可能存在着这种第二类磁场。     

甚高能和超高能γ射线天文观测现状

甚高能和超高能γ射线天文观测对于天体演化和宇宙线起源有很重要的意义。本文介绍了1972年以来在10~(11)—10~(16)eV能区γ射线天文观测的主要结果和观测站的情况,     

γ爆与不同富性的Abell团的交叉相关分析

我们分析了强γ爆和弱γ爆与不同富性的Ａｂｅｌｌ团之间的交叉相关特性。发现弱γ爆与所有富性的Ａｂｅｌｌ团都没有交叉相关，而强γ爆除了与Ｒ≥２的Ａｂｅｌｌ团没有交叉相关外，与Ｒ＝０，Ｒ＝１的Ａｂｅｌｌ团都有１σ以上的交叉相关。     

γ爆与不同富性的Abell团的交叉相关分析

我们分析了强γ爆和弱γ爆与不同富性的Ａｂｅｌｌ团之间的交叉相关特性。发现弱γ爆与所有富性的Ａｂｅｌｌ团都没有交叉相关，而强γ爆除了与Ｒ≥２的Ａｂｅｌｌ团没有交叉相关外，与Ｒ＝０，Ｒ＝１的Ａｂｅｌｌ团都有１σ以上的交叉相关。     

太阳活动区强磁场图的照相观测

黑子群的强磁场结构及其演化特点对于太阳活动预报和活动区物理研究都是一项基本的观测资料。从1975年底起,我们参考了资料(1)的经验,着手对本台现有太阳光谱仪(2)进行部份的改装,设计了一个简单的附加电路,将原Hδ波段的落片架置横,换上橙色的滤光片OG5,用Fel6173谱线进行黑子群强磁场的扫描照相试验。目前已参加了我国黑子极大磁场资料的常规发布项目。一年的观测日数约285天。     

强磁场中e^＋eˉ→3γ过程的研究

强磁场中的电磁辐射过程与自由空间的过程有着很大的差别。本工作就是对强磁场中的ｅ＾＋ｅˉ→３γ过程严格的量子电动力学处理，得到了一般情形下的截面与湮灭率的表达式。对静止湮灭作了数值计算，并与ｅ＾＋ｅˉ→γ和ｅ＾＋ｅˉ→２γ过程作了比较。比较结果表明三光子过程在弱磁场（～１０＾８Ｔ，中子星表面磁场强度）中，对低能光子（硬Ｘ射线）的发射有着不可忽略的贡献。     

宇宙γ射线爆的恒星“超耀斑”模型

对宇宙γ射线爆提出了如下的模型:宇宙γ射线爆发类似于太阳耀斑过程,但猛烈程度大得多,爆发时贮存在“超耀斑”内的磁能转化为电子的动能,大量高能电子在一个很短的时间内从“超耀斑”飞出;这些高能电子在通过恒星周围的光子气体时,与光子气体相互碰撞,产生逆康普顿光子,形成γ射线爆.根据这一模型推导了γ射线爆的时间轮廓、能谱等的表达式,并对1972年4月27日事件作了应用.计算结果表明:磁白矮星上的“超耀斑”可能是宇宙γ射线爆的源.     

电离层TEC对GRB041227的响应

2004年12月27日世界时21时30分,一个非常强的γ射线暴扫过地球,它使得暴露在这次事件中的地球高层大气产生额外电离.在爆发期间,地球上多个甚低频(VLF)电波台站都同时观测到了电离层突然骚扰(SID)事件.对GOES卫星的X射线数据、ACE卫星的太阳风和行星际数据以及理论分析表明,地球上观测到的SID事件是由GRB041227引起的.另外,利用国际GPS服务网(IGS)提供的观测数据,采用相干求和的数据处理方法研究了电离层总电子含量(TEC)对这次γ射线暴的响应.结果表明,SGR1806-20产生的GRB041227对地球电离层产生了明显的影响.在爆发期间,平均电离层TEC有一定的增加,其最大增加值约0.04TECU(1TECU=10~(16)el/m~2),产生效果与一个C级或者低于C级的太阳耀斑相当.计算结果还表明了遥远的天体也能对地球的近地空间环境产生或多或少的影响.